【摘要】：作為評價(jià)草地土壤質(zhì)量、草地健康狀況的指標(biāo),土壤有機(jī)碳、全氮對草地土壤肥力和草地生產(chǎn)力有直接的影響。為揭示甘南州牧區(qū)草地土壤有機(jī)碳、全氮空間分布特征及影響因素,本文基于地面實(shí)測數(shù)據(jù),采用經(jīng)典統(tǒng)計(jì)與地統(tǒng)計(jì)相結(jié)合的方法,研究區(qū)域內(nèi)有機(jī)碳、全氮含量在水平與垂直分布方向上的變化,采用普通相關(guān)分析、地理探測器等方法從地形因子、土壤理化性質(zhì)、植被條件和氣候因素等方面探討不同影響因素對有機(jī)碳、全氮空間分布的影響。研究結(jié)果如下:(1)草地土壤有機(jī)碳、全氮的分布普遍存在表面聚集現(xiàn)象,且隨土層深度的增加逐漸降低。0-10cm深度土壤有機(jī)碳、全氮含量在8.71-112.10 g·kg~(-1)和0.73-8.46 g·kg~(-1)之間,平均含量分別為48.41 g·kg~(-1)和4.04 g·kg~(-1);10-20cm深度土壤有機(jī)碳、全氮含量在5.28-59.23 g·kg~(-1)和0.55-9.62 g·kg~(-1)之間,平均含量分別為32.55 g·kg~(-1)和3.02 g·kg~(-1);20-30cm深度土壤有機(jī)碳、全氮含量在4.75-54.06 g·kg~(-1)和0.41-6.84 g·kg~(-1)之間,平均含量分別為25.07 g·kg~(-1)和2.39 g·kg~(-1);30-40cm深度土壤有機(jī)碳、全氮含量1.98-61.36 g·kg~(-1)和0.19-5.76 g·kg~(-1)之間,平均含量分別為21.77 g·kg~(-1)和2.06 g·kg~(-1)。(2)有機(jī)碳、全氮空間分布特征表現(xiàn)為:0-10cm深度有機(jī)碳含量由“西南向東北、由西向東”大致呈減少的趨勢;10-20cm深度有機(jī)碳含量高值(40-50g·kg~(-1))主要集中在碌曲縣南部和瑪曲縣中部地區(qū);20-40cm深度有機(jī)碳含量高值(30-40 g·kg~(-1))主要集中在碌曲縣南部及其與瑪曲縣的交界處。0-10cm深度全氮含量西南高東北低,高值(4.0 g·kg~(-1))主要分布在瑪曲縣以及夏河縣的西南部,低值(2.0g·kg~(-1)與2.0-4.0 g·kg~(-1))分布在合作市、夏河縣東部以及碌曲縣;10-20cm深度全氮含量主要在2.0-4.0 g·kg~(-1)間,高值(4.0-6.0 g·kg~(-1))分布在瑪曲縣的西北部,低值(1.5-2.0 g·kg~(-1))分布在合作市;20-30cm深度全氮高值(4.0-6.0 g·kg~(-1))分布在瑪曲縣西南部,低值(1.5-2.0 g·kg~(-1))主要在合作市、碌曲縣北部;30-40cm深度全氮含量在空間分布上大體呈“南高北低”的分布格局,低值(1.5 g·kg~(-1)與1.5-2.0 g·kg~(-1))分布在合作市、夏河縣、碌曲縣北部、瑪曲縣中部地區(qū)。甘南州牧區(qū)草地土壤有機(jī)碳、全氮含量整體上處于一、二級高水平。(3)草地土壤有機(jī)碳、全氮空間分布與各影響因素的關(guān)系:首先,與地形因子的關(guān)系:隨海拔增加,有機(jī)碳含量在0-30cm深度逐漸增加,30-40cm深度先降低后增加;全氮含量在0-40cm深度先增加后降低。隨坡度增加,有機(jī)碳含量在0-30cm深度先降低后增加再降低,30-40cm深度先增加后降低;全氮含量在0-20cm深度逐漸減小,20-40cm深度先增加后降低。隨坡向變化(陰坡-半陰坡-半陽坡-陽坡),有機(jī)碳、全氮含量在各土層深度皆呈先增加后降低趨勢。其次,與土壤理化性質(zhì)的關(guān)系:土壤類型中,泥炭土、黑鈣土的有機(jī)碳、全氮含量高于其他土壤類型。隨全磷含量增加,有機(jī)碳含量在0-20cm和30-40cm深度逐漸增加,在20-30cm深度先增加后減少;全氮含量在0-10cm深度先降低后增加,在10-40cm深度逐漸增加。隨土壤含水量增加,有機(jī)碳含量在各土層深度逐漸增加;全氮含量在0-30cm深度逐漸增加,30-40cm深度先增加后降低。再次,與植被條件的關(guān)系:隨增強(qiáng)型植被指數(shù)增加,有機(jī)碳含量在0-10cm深度逐漸增加,10-40cm深度先增加后減少;全氮含量在0-30cm深度逐漸增加,30-40cm深度先增加后降低再增加。不同植被類型下,沼澤化草甸在0-10cm深度有機(jī)碳和全氮含量最高,在其他土層深度較低。最后,與氣候因素的關(guān)系:隨年平均氣溫增加,有機(jī)碳含量在0-10cm深度先降低后增加,10-40cm深度先增加后降低再增加;全氮含量在0-10cm深度先降低后增加,10-20cm深度大致呈直線增加趨勢,20-40cm先降低后增加再降低。隨年累積降水量增加,各土層深度的有機(jī)碳含量逐漸增加;全氮含量在0-10cm深度逐漸增加,10-40cm深度先降低后增加。(4)土壤有機(jī)碳、全氮含量與影響因素的相關(guān)性分析表明,0-40cm深度的有機(jī)碳、全氮含量與全磷含量、土壤含水量、土壤類型存在顯著關(guān)系,說明土壤含水量、全磷、土壤類型等是影響土壤有機(jī)碳、全氮含量空間分布的關(guān)鍵因素。由各影響因素對有機(jī)碳、全氮的解釋力來看:土壤含水量、全磷、土壤類型和海拔是影響0-20cm深度有機(jī)碳的主要因素,土壤含水量、土壤類型、全磷和年平均氣溫是影響20-40cm深度有機(jī)碳的主要因素;而0-10cm深度土壤含水量、全磷、海拔是影響全氮含量的主要因素;10-20cm深度海拔、全磷是影響全氮含量的主要因素;20-30cm深度,全磷是影響全氮含量的主要因素;30-40cm深度土壤含水量和增強(qiáng)型植被指數(shù)是影響全氮含量的主要因素。從各因子的交互作用可以看出,影響因素兩兩之間交互作用大于單個(gè)影響因素對有機(jī)碳、全氮含量空間分布的影響,且交互類型多數(shù)為非線性增強(qiáng)。
【圖文】：

與采樣GIS 軟件設(shè)計(jì)采樣點(diǎn)分布-地形復(fù)合圖，在研究區(qū)地形點(diǎn)均勻的分布在研究區(qū)域。于 2016-2018 年 4-9 月對察和土壤樣品采集，選取樣地時(shí)選擇有代表性、地勢區(qū)，最終完成 70 個(gè)樣地共 280 個(gè)土壤樣品的采集0-10cm、10-20cm、20-30cm 和 30-40cm）的樣品。樣地布設(shè) 3 個(gè)樣方，設(shè) 3 次重復(fù)，將同一土層深度的，記錄樣地的基本信息，利用便攜式手持 GPS 定位壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室，撿掉草根、碎石以及其他雜質(zhì) 0.15mm、0.25mm 的土篩，用于土壤理化性質(zhì)的測

.3.1 氣象數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)主要來源于中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)（http://data.cma.cn/）的中國數(shù)據(jù)（V3.0）。采用分布在甘南州牧區(qū)及其周圍的恰卜恰、西蘭、靖遠(yuǎn)、興海、貴南、同仁、榆中、臨夏、臨洮、華家?guī)X、、六盤山、果洛、達(dá)日、河南、久治、瑪曲、若爾蓋、合作、、班瑪、色達(dá)、馬爾康、紅原、松潘、綿陽、麥積、略陽、廣 個(gè)氣象站點(diǎn)（圖 2-2）的日平均氣溫和日降水量數(shù)據(jù)，并利用IS10.2 軟件對日數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，，最終得到甘南州牧區(qū)的年平均降水量數(shù)據(jù)。本文選取 2010-2017 年的氣象數(shù)據(jù)，用以研究年平水量與草地土壤有機(jī)碳、全氮的關(guān)系。由于部分月份數(shù)據(jù)缺失性，故利用相鄰年份同月數(shù)據(jù)采用線性插值法進(jìn)行填補(bǔ)。對甘氣象站點(diǎn) 2010-2017 年的年平均氣溫和年降水量累積處理，并軟件 Anusplin 進(jìn)行空間插值。利用 ArcGIS10.2 中的工具提取點(diǎn)的年平均氣溫和年累積降水量。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S812.2

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本文編號：2671124